新研究研究開發(fā)了從斑馬魚單個囊胚期胚胎建立細胞系的技術

8月2日，國際學術期刊Journal of Genetics and Genomics在線發(fā)表了中國科學院分子細胞科學**創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所）李逸平研究組的最新研究成果：“Establishment and transcriptome analysis of single blastomere-derived cell lines from zebrafish”。該研究開發(fā)了從斑馬魚單個囊胚期胚胎建立細胞系的技術，所建立的細胞系可在體外長期培養(yǎng)至45代以上并保持基因組穩(wěn)定，單細胞測序數據顯示其為上皮細胞樣細胞系。該研究不僅豐富了魚類細胞系庫，也為研究上皮細胞穩(wěn)態(tài)提供了體外研究材料。

斑馬魚作為一種模式生物，因其體型小、產卵量大、胚胎透明、體外受精且胚胎發(fā)育迅速而被廣泛用于發(fā)育生物學、醫(yī)學和毒理學等生命科學研究領域。細胞系是一種常用且重要的生命科學研究工具，然而，目前可用的商業(yè)化斑馬魚源細胞系十分匱乏，全世界只有5株，其中僅有1株是從囊胚期獲得(ZEM2S)。斑馬魚細胞系的建立會極大拓展其作為模式生物的應用范圍，對細胞層面的分子機制研究尤為關鍵。

目前已有的斑馬魚細胞系均為多胚胎來源，缺乏同質性，且因長期傳代無法維持基因組穩(wěn)定性，導致細胞中有大量的染色體出現(xiàn)非整倍體化。該研究通過在細胞培養(yǎng)基中加入骨形態(tài)發(fā)生蛋白4 (Bone Morphogenetic Protein 4, BMP4)，使得單胚胎來源的細胞系SdiAB (Single diploid blastomere from AB strain)能夠長期保持基因組的穩(wěn)定。將SdiAB細胞的單細胞轉錄本數據與斑馬魚胚胎不同發(fā)育階段(從受精開始到5 dpf)的單細胞轉錄本數據進行深入比較，發(fā)現(xiàn)SdiAB細胞與胚胎上皮樣細胞的表達模式相似，例如都高表達角蛋白家族基因keratin 8。差異基因富集分析顯示該細胞系中整體生命活動加快，具體表現(xiàn)為核糖體代謝相關基因上調、線粒體相關基因、氧化磷酸化循環(huán)相關通路、蛋白酶體信號通路上調等。

綜上所述，該研究建立了可長期傳代培養(yǎng)且基因組穩(wěn)定的斑馬魚上皮樣細胞系SdiAB，為研究上皮細胞分化與平衡穩(wěn)態(tài)等生物學過程提供了寶貴的體外研究材料。該研究建立的細胞系不僅為斑馬魚相關研究提供了重要的細胞生物學研究工具，擴展了斑馬魚作為模式動物的應用范圍，也為其它魚類細胞系的建立提供了參考。